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THEMA: Licht automatisch einschalten bei Dunkelheit
THEMA: Licht automatisch einschalten bei Dunkelheit
Merlin1764 - 22.11.20 08:26
Ich habe mir eine kleine Schaltung mit Bauteilen aus der elektronischen Bastelkiste zusammengebaut, die bestimmte Beleuchtung auf der Modellbahnanlage bei Einbruch der Dunkelheit anschalten und wenn es hell wird wieder ausschalten soll.
Das funktioniert soweit, und läuft mit 12V=.
Eine Kleinigkeit stört mich aber daran: Ist der Helligkeitswechsel sehr langsam, kann es passieren, daß das Relais "flattert", was natürlich nicht so toll für die angeschlossenen Verbraucher ist.
Hat jemand eine Idee, wie man das unterbinden kann?
Das Thema habe ich auch bei mir im Blog unter https://www.blogwelt.info/lok-o-motiv/modellbahn-licht-automatisch-einschalten/ ... im Blog ist 1zu160 übrigens in den Linktipps mit eingetragen.png)
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Das funktioniert soweit, und läuft mit 12V=.
Eine Kleinigkeit stört mich aber daran: Ist der Helligkeitswechsel sehr langsam, kann es passieren, daß das Relais "flattert", was natürlich nicht so toll für die angeschlossenen Verbraucher ist.
Hat jemand eine Idee, wie man das unterbinden kann?
Das Thema habe ich auch bei mir im Blog unter https://www.blogwelt.info/lok-o-motiv/modellbahn-licht-automatisch-einschalten/ ... im Blog ist 1zu160 übrigens in den Linktipps mit eingetragen
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Guten Morgen,
Ich nenne mal das Stichwort "Schmitt-Trigger". Das ist ein Schwellwertschalter, der benutzt wird, um eine sich langsam ändernde Grösse in eine sich schlagartig ändernde Grösse (Ein/Aus) umzuwandeln. Hat der Herr Schmitt 1934 erfunden und gibt es z.B. in diskreter Technik, aber auch bei z.B. bei CMOS als Schaltkreis
(Typ 4093, glaube ich).
Google hilft da sicher, ich habe spontan keinen konkreten (Schalt-)Plan.
Beste Grüsse
Adrian
Ich nenne mal das Stichwort "Schmitt-Trigger". Das ist ein Schwellwertschalter, der benutzt wird, um eine sich langsam ändernde Grösse in eine sich schlagartig ändernde Grösse (Ein/Aus) umzuwandeln. Hat der Herr Schmitt 1934 erfunden und gibt es z.B. in diskreter Technik, aber auch bei z.B. bei CMOS als Schaltkreis
(Typ 4093, glaube ich).
Google hilft da sicher, ich habe spontan keinen konkreten (Schalt-)Plan.
Beste Grüsse
Adrian
Guten Morgen Uwe,
das Zauberwort heißt Mitkopplung/Hysterese und ist z.B. im Schmitt-Trigger vorhanden.
In deiner Schaltung zwischen Masse und TR1 einen Widerstand (Potentiometer) < 100 Ohm einfügen, also unterhalb R1. Evtl ist ein Widerstand von Basis TR2 nach Masse erforderlich, denke aber geht auch so. Siehe Wikipedia-Schmitt-Trigger.
Viele Grüsse
JürgeN
das Zauberwort heißt Mitkopplung/Hysterese und ist z.B. im Schmitt-Trigger vorhanden.
In deiner Schaltung zwischen Masse und TR1 einen Widerstand (Potentiometer) < 100 Ohm einfügen, also unterhalb R1. Evtl ist ein Widerstand von Basis TR2 nach Masse erforderlich, denke aber geht auch so. Siehe Wikipedia-Schmitt-Trigger.
Viele Grüsse
JürgeN
zwengelmann - 22.11.20 09:08
Hallo Merlin1764,
das ist mit dieser Schaltung quasi vorprogrammiert. Es handelt sich um einen einfachen Schwellwertschalter. Wird die eingestellte Helligkeit unterschritten, schaltet er sofort ein, wird sie überschritten, schaltet er sofort ab. Gut wird er funktionieren, wenn er über die Raumbeleuchtung getriggert wird. Schlecht wird er funktionieren, wenn die sich Helligkeit um den Schaltpunkt herum nur langsam ändert.
Wenn die Helligkeit am Schaltpunkt ist, führt quasi jegliche Bewegung im Raum oder eine Wolke vor der Sonne zu einer Beleuchtungsänderung und somit zum Schalten.
Wichtig ist, dass der LDR an einem Punkt angebracht ist, der möglichst unbeeinflusst ist, auch sollte keinesfalls das gerade eingeschaltete Licht auf den LDR fallen kann. Am Besten also irgendwo hinten unter der Anlage montieren.
Wenn Du zum LDR oder zum Potentiometer einen möglichst großen Kondensator parallelschaltest, kannst Du dem System noch eine gewisse Trägheit einimpfen.
Ein weiteres Störpotential ist gegeben, wenn die Spannungsversorgung nicht "steif genug" ist. Wenn das Relais schaltet, sinkt bei zu hoher Quellimpedanz die Versorgungsspannung, und die führt wiederum zum Umschalten.
Was bei solchen kritischen Verhältnissen hilft, ist eine Gegenkopplung. Stichwort Schmitt-Trigger.
Man kann natürlich auch die Kalaschnikow rausholen und einen Mikrocontroller (Arduino o.ä.) die Lichtverhältnisse auswerten lassen. Im Zeitalter der "Maker" wäre das hip, ist aber irgendwie unsportlich.
Grüße
Zwengelmann
das ist mit dieser Schaltung quasi vorprogrammiert. Es handelt sich um einen einfachen Schwellwertschalter. Wird die eingestellte Helligkeit unterschritten, schaltet er sofort ein, wird sie überschritten, schaltet er sofort ab. Gut wird er funktionieren, wenn er über die Raumbeleuchtung getriggert wird. Schlecht wird er funktionieren, wenn die sich Helligkeit um den Schaltpunkt herum nur langsam ändert.
Wenn die Helligkeit am Schaltpunkt ist, führt quasi jegliche Bewegung im Raum oder eine Wolke vor der Sonne zu einer Beleuchtungsänderung und somit zum Schalten.
Wichtig ist, dass der LDR an einem Punkt angebracht ist, der möglichst unbeeinflusst ist, auch sollte keinesfalls das gerade eingeschaltete Licht auf den LDR fallen kann. Am Besten also irgendwo hinten unter der Anlage montieren.
Wenn Du zum LDR oder zum Potentiometer einen möglichst großen Kondensator parallelschaltest, kannst Du dem System noch eine gewisse Trägheit einimpfen.
Ein weiteres Störpotential ist gegeben, wenn die Spannungsversorgung nicht "steif genug" ist. Wenn das Relais schaltet, sinkt bei zu hoher Quellimpedanz die Versorgungsspannung, und die führt wiederum zum Umschalten.
Was bei solchen kritischen Verhältnissen hilft, ist eine Gegenkopplung. Stichwort Schmitt-Trigger.
Man kann natürlich auch die Kalaschnikow rausholen und einen Mikrocontroller (Arduino o.ä.) die Lichtverhältnisse auswerten lassen. Im Zeitalter der "Maker" wäre das hip, ist aber irgendwie unsportlich.
Grüße
Zwengelmann
Moin,
Das Beschriebene Verhalten: Der Regelkreis schwingt.
Das Zauberwort Hysterese wurde schon genannt.
Soll bedeuten, man benötigt 2 Messpunkte um einen oberen und unteren Schwellwert zuverlässig einstellen zu können.
Das einfachste, wenn es eine diskrete Schaltung sein soll:
Zwei dieser Schaltungen an einem bistabilen Relais betreiben. Damit kann man den Ein und den Ausschaltpunkt sauber definieren.
Viele Grüße, Franzi
Das Beschriebene Verhalten: Der Regelkreis schwingt.
Das Zauberwort Hysterese wurde schon genannt.
Soll bedeuten, man benötigt 2 Messpunkte um einen oberen und unteren Schwellwert zuverlässig einstellen zu können.
Das einfachste, wenn es eine diskrete Schaltung sein soll:
Zwei dieser Schaltungen an einem bistabilen Relais betreiben. Damit kann man den Ein und den Ausschaltpunkt sauber definieren.
Viele Grüße, Franzi
LANG MoBa-Elektronik - 22.11.20 09:20
Hallo Merlin,
die von Dir ausgewählte Schaltung ist schlicht und einfach fehlerhaft. Es fehlt der gemeinsame Emitter-Widerstand, der aus Deiner einfachen Verstärker-Schaltung erst einen Schmitt-Trigger mit sauberem Schaltverhalten macht.
Entweder schaust Du mal in der Wikipedia, da ist auch eine diskrete Schaltung drin, oder hier:
http://www.dieelektronikerseite.de/Lections/Sch...20bis%20auf%20mV.htm
https://www.mikrocontroller.net/topic/235829
Viele Grüße,
Torsten
die von Dir ausgewählte Schaltung ist schlicht und einfach fehlerhaft. Es fehlt der gemeinsame Emitter-Widerstand, der aus Deiner einfachen Verstärker-Schaltung erst einen Schmitt-Trigger mit sauberem Schaltverhalten macht.
Entweder schaust Du mal in der Wikipedia, da ist auch eine diskrete Schaltung drin, oder hier:
http://www.dieelektronikerseite.de/Lections/Sch...20bis%20auf%20mV.htm
https://www.mikrocontroller.net/topic/235829
Viele Grüße,
Torsten
Hallo Merlin,
die einfachste Variante die angesprochene Mitkopplung zu verwirklichen ist der rot eingezeichnete Widerstand. Links ENTWEDER die hellgrüne ODER die dunkelgrüne Anschlussvariante nehmen. Den Widerstandswert müsste ich zuerst ausprobieren - kannst auch Du machen. Als Größernordnung würde ich mal um 100 kOhm vorschlagen, vielleicht auch 30k oder 300k.
Viele Grüße, Joni
PS Wirkungsweise:
Es sei dunkel, TR1 aus, TR2 ein, Relais angezogen.
Wenn es heller wird steigt die Basisspannung an TR1, TR1 wird bedingt leitend, Basisapannung an TR2 fällt, TR2 leitet irgendwann schlechter, Kollektorspannung an TR2 steigt, über den roten Widerstand steigt Basisspannung von TR1, (die gewünschte Verstärkerwirkung), TR1 schaltet durch, TR2 sperrt, Relais fällt ab.
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die einfachste Variante die angesprochene Mitkopplung zu verwirklichen ist der rot eingezeichnete Widerstand. Links ENTWEDER die hellgrüne ODER die dunkelgrüne Anschlussvariante nehmen. Den Widerstandswert müsste ich zuerst ausprobieren - kannst auch Du machen. Als Größernordnung würde ich mal um 100 kOhm vorschlagen, vielleicht auch 30k oder 300k.
Viele Grüße, Joni
PS Wirkungsweise:
Es sei dunkel, TR1 aus, TR2 ein, Relais angezogen.
Wenn es heller wird steigt die Basisspannung an TR1, TR1 wird bedingt leitend, Basisapannung an TR2 fällt, TR2 leitet irgendwann schlechter, Kollektorspannung an TR2 steigt, über den roten Widerstand steigt Basisspannung von TR1, (die gewünschte Verstärkerwirkung), TR1 schaltet durch, TR2 sperrt, Relais fällt ab.
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Beitrag editiert am 22. 11. 2020 15:18.
Ich bin für die dunkelgrüne Variante weil dann solltre die Hysterese von der Einstellung von P unabhängig sein. Dann kann man auch noch eine Zeitkomponente einfügen indem man einen Kondensator zwischen Minus und der Basis von einem Transistor hängt.
Grüße,
Harald.
Hallo Harald,
den Kondensator würde ich weglassen. Das erschwert nur das Umschalten.
Viele Grüße, Joni
den Kondensator würde ich weglassen. Das erschwert nur das Umschalten.
Viele Grüße, Joni
Merlin1764 - 23.11.20 17:22
Ich habe die von Torsten vorgeschlagene Schaltung auf der Elektrinikerseite ausprobiert:
http://www.dieelektronikerseite.de/Lections/Sch...20bis%20auf%20mV.htm
SIe funktioniert wunderbar.
Statt der LED dann das Relais eingebaut.
http://www.dieelektronikerseite.de/Lections/Sch...20bis%20auf%20mV.htm
SIe funktioniert wunderbar.
Statt der LED dann das Relais eingebaut.
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